10.3《物体的浮沉条件及应用》课件（共38张PPT）2022-2023学年人教版八年级物理下册

第十章 浮 力
第三节 物体的浮沉条件及应用
第1课时
新课导入
观察下面图片，看它们有哪些不同？
远洋客轮为何能漂浮在海上
氢气球怎么上升的
石块沉入水底
远洋客轮、气球、石块它们为什么有的漂浮、有的上升、有的下沉？
上面的现象，都和“浮力”有关。浮力的大小决定了远洋客轮能漂浮在海面上自由航行；气球才能缓缓上升；石块才能慢慢地沉入水底。
物体在液体中，有的漂浮、有的悬浮，而有的下沉，这些情况需要满足什么条件？
学习目标
1.浮力作图（二力平衡作图，三力平衡作图）。
2.从力的角度认识物体的浮沉条件。
3.从密度的角度认识物体的浮沉条件。
课堂探究
知识点 1
物体的浮沉条件
悬浮
上浮
下沉
F浮
G
F浮
G
F浮
G
上浮： F浮＞ G
F浮
G
漂浮
漂浮： F浮 = G
悬浮： F浮 = G
下沉： F浮＜ G
课堂探究
相同点：
都是静止在液体中，都只受重力和浮力作用，根据二力平衡条件，重力和浮力相等，即：F浮 =G
悬浮
漂浮
课堂探究
漂浮和悬浮
（1）悬浮时，物体停留在液体内部的任何地方，它必定全部浸没在液体中；而漂浮，物体是静止在液面上，它必定在一部分露在液面之上。
（2）悬浮时，物体浸没在液体中，所以V排=V物，而漂浮时，物体只有一部分浸入液体中，所以V排V排=V物
V排悬浮
不同点：
漂浮
课堂探究
漂浮和悬浮
★
★
★
★
★
★
?上浮
条件
G物?漂浮
条件
G物=F浮
V物>V排
?下沉
条件
G物>F浮
?悬浮
条件
G物=F浮
V物=V排
F支=10N
非平衡状态
非平衡状态
平衡状态
平衡状态
课堂探究
将新鲜鸡蛋放入盛水容器中，向水中加盐，并搅拌，不断增加盐水的浓度。观察鸡蛋在容器中的位置变化。
课堂探究
C
A
B
质量相等的A、B、C三球，放于同一液体中静止后如图，可知密度最小的是_____球，受浮力最小的是________球。
C
A
B
A、B、C为体积相同的实心球，放入盛有某种液体的容器中，从图可知：______球的密度最大，______球所受的浮力最小。
m相等，看状态
V相等，看V排
密度比较，看状态
C
A
C
A
浮力大小的比较
1、将一支密度计分别放入两种不同的液体中，如图6所示。若两种液体的密度分别ρ甲、ρ乙，静止时密度计所受浮力分别为F甲、F乙，则（ ）
A．ρ甲>ρ乙 ； F甲＝F乙
B．ρ甲<ρ乙 ； F甲>F乙
C．ρ乙>ρ甲 ； F甲D．ρ乙>ρ甲 ； F甲＝F乙
D
牛刀小试
牛刀小试
2、关于浮力，下列说法中正确的是（ ）。
A. 上浮的物体一定比下沉的物体受到的浮力大
B. 沉在容器底部的物体一定不受浮力
C. 在水中上浮的物体在煤油中可能悬浮
D. 没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大
C
3、如图所示，将一只玩具青蛙放入水中，它能漂浮于水面； 把它放入另一种液体中，它却沉入底部。则在这两种情况下，这只玩具青蛙受到的浮力大小相比较（ ）
A. 在水中受到的浮力较大
B. 在液体中受到的浮力较大
C. 受到的浮力一样大
D. 无法比较浮力大小
A
牛刀小试
4．小明想模拟同一艘轮船在海洋和河流中的沉浮情形。她将小铁块B固定在木块A上面代表“轮船”，用相同烧杯盛装等质量的水和盐水代表“河流”和“海洋”，放在水平桌面上，如图所示。第一次将AB放在水中，发现A的上表面恰好与液面相平；第二次放在盐水中，发现A的上表面露出了液面。则下列说法正确的是（ ）
A．由模拟实验可知，轮船由河流航行到海洋将下沉
B．AB在水中悬浮，在盐水中漂浮
C．AB在水中所受的浮力大于在盐水中所受的浮力
D．两烧杯底部所受液体的压力相等
D
牛刀小试
5、如图是中国第一艘航母——“辽宁舰”，舰长304m、舰宽70.5 m，满载时排水量达67 500 t。它满载时所受的浮力为 N。
“辽宁舰”航行的过程中，两侧的护卫舰不能靠它太近是因为 ，
，
外部的水会把两舰挤在一起。（g取10 N/kg）
两护卫舰内侧水的流速大于外侧水的流速，造成两护卫舰内侧水的压强小于外侧水的压强
牛刀小试
课堂小结
物体的
浮沉条件
比较浮力和
重力的大小
比较物体密度
和液体密度
若F浮＞G，则上浮（漂浮时F浮=G ）
若ρ物＜ρ液，则上浮
若F浮=G， 则悬浮
若F浮若ρ物=ρ液， 则悬浮
若ρ物＞ρ液， 则下沉
第十章 浮 力
第三节 物体的浮沉条件及应用
第2课时
新课导入
你能说出下图这几个典故吗？
学习目标
1.轮船
2.潜水艇
3.气球和飞艇
4.密度计
一、轮船
①轮船的漂浮原理
把轮船做成“空心”体后放在水里，虽然它所受的重力没有改变，但是排开的水较多，因而受到较大的浮力，所以能漂浮在水面上。
轮船的排水量：轮船装满货物时排开水的质量，等于轮船和货物的总质量。
②轮船的排水量——表示轮船的大小
m排= m船+ m物
课堂探究
轮船
舷号17的国产第一艘航空母舰“山东舰”，满载排水量为6.5万吨。
表示航空母舰满载时，航空母舰的质量和全部其他舰载物体（例如舰载机、武器、弹药、物资等等）的质量之和是6.5万吨。
因为轮船漂浮，所以浮力与轮船总重力是一对平衡力： F浮=G物船
根据阿基米德原理，浮力等于排开水的重力： F浮=G排水
所以轮船总的重力等于排开水的重力： G物船 =G排水 m物船 =m排水
即轮船总的质量等于排开水的质量。
③推导：轮船总的质量等于排开水的质量
轮船
有一艘轮船，它的排水量是104t，在密度是1.0×103kg/m3的河水中航行，它满载时排开水的体积是多大？如果该轮船从长江驶入大海（海水密度为1.03×103kg/m3 ）中航行，它排开海水的体积是多大？它从江河驶入海中是上浮一些还是下沉一些？
牛刀小试
解析：①满载时排开水的质量是 m=104t= 107kg ， 排开水的体积
②轮船从长江到大海都是漂浮，根据二力平衡条件可知：浮力等于船与货物的总重力， F浮=G船+G物，是不变的；
根据阿基米德原理：F浮=ρ液gV排 ，浮力不变，海水的密度大，因此轮船排开海水的体积小，所以从江河驶入海中是上浮一些。
????排水=????排????水=1×107kg1×103kg/m3=1×104m3
?
二、潜水艇
课堂探究
①潜水艇的沉浮靠改变自身重力实现的。
只要潜水艇浸没在水里，所受浮力基本不变，所以只能靠改变自身重力实现浮沉的。
潜水艇能潜入水下航行，进行侦查和袭击，是一种很重要的军用舰艇。
潜水艇
②潜水艇的浮沉原理
下潜时，在两侧的水舱内充入水，艇重增大，重力大于浮力，潜艇就会下沉。


上浮时，用压缩气体将水舱里的水排出一部分时，潜水艇变轻，重力小于浮力，潜艇就会上浮。

当水舱中充入适量的水时，浮力与重力相等，潜艇就能悬浮在水中任何深度。
潜入水中
若G＞F浮，则下潜
若G＜F浮，则上浮
潜水艇
牛刀小试
1. 如图所示，同一潜水艇浮在水面时受到的浮力为F1，底部受到水的压强为P1。潜入水中时受到的浮力为F2，底部受到水的压强为P2。下列选项中正确的是（　　）
A．F1=F2 P1P2
C．F1>F2 P1>P2 D．F1D　
2．潜水艇是靠改变___________实现浮沉的。一艘潜水艇排水量为3090t，在海面下某一深度巡航时，它所受到的浮力大小为____________N；当它在海面下继续下潜的过程中，它所受到的浮力大小将_______（填“变大”、“变小”或“不变”）
（g取10 N/kg，ρ海水＝1.03×103 kg/m3）
自身重力　
3.09×107　
不变　
牛刀小试
三、气球和飞艇
①气球升空原理：
通过充入密度小于空气的气体（氢气、氦气、热空气等），使气球受到的浮力大于自身的重力而升空。
用塑料袋制作“热气球”
课堂探究
气球
飞艇
为了能定向航行而不随风飘荡，人们还制成了飞艇，在大气囊下面装了带螺旋桨的发动机和载人装货的吊篮。
20世纪20~30年代，飞艇曾盛极一时，用来进行军事侦察、轰炸敌方目标或作为空中交通工具。后来连续发生了几次气囊中氢气爆炸的事故。飞行速度有不及飞机，便逐渐被飞机取代。近年来由于能源危机，且可以用不会爆炸的氦气代替氢气，人们对飞艇又重新重视起来。
牛刀小试
一个飞艇充入气体后的质量是1.5t，体积为1500m3。当装入多少货物时，汽艇能悬浮在空中？空气密度为1.29kg/m3。
②飞艇充入气体后的重力为
G飞艇=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N
根据 F浮= G飞艇+ G货物,可得：m货物=435kg
?
解析：①飞艇受到的浮力： F浮=ρ空气gV排空气
= 1.29kg/m3 ×10N/kg ×1.5 ×103????3=1.935×104N
?
四、密度计
（1）用途：一种可以直接测量液体密度的仪器。
（2）工作原理：利用物体漂浮在液面上时浮力等于重力的原理制成的。
（3）读数方法：静止时液面所对刻度乘以水的密度。
（4）刻度特点：上小下大，刻度间隔不均匀。
密度计
水 盐水
密度计
测量液体密度的仪器叫做密度计。将其插入被测液体中，待静止后直接读取液面处的刻度值(图甲)。图乙和图丙是自制的简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的。将其放入盛有不同液体的两个烧杯中，它会竖直立在液体中，由观察到的现象可以判断哪杯液体的密度大。说出你的理由。
甲 乙 丙
牛刀小试
解析：丙图杯子中液体密度大。
因为同一密度计在两种不同的液体中均处于漂浮状态，所受的浮力都等于密度计所受的重力，是相等的。根据阿基米德原理
F浮=ρ液gV排可知，排开液体体积小的丙图杯子液体密度大。
甲 乙 丙
说明：本题通过密度计在两种不同的液体中均处于漂浮状态，来考察学生对阿基米德原理的掌握情况。
牛刀小试
课堂小结
①轮船靠挖“空心”的方法增大浮力。
②排水量：轮船满载时，排开水的质量。
物体浮沉条件的
应用
潜水艇：是靠改变自身的重力，实现上浮和下潜的。
充入密度小于空气的气体，使受到空气的浮力大于自身的重力。
轮 船
气球和飞艇：
谢谢观看